CN110010344A - 储能元件以及电能存储装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种储能元件以及电能存储装置，涉及储能设备技术领域。该储能元件包括储能件和传感装置；传感装置安装在储能件上，且传感装置伸入储能件的内部，传感装置用于检测储能件的内压和内温；该电能存储装置包括多个串联或并联的储能元件，以缓解现有技术中对于电池或电容内压与内温的检测精度较低等技术问题。

Description

储能元件以及电能存储装置
技术领域
本发明涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种储能元件以及电能存储装置。
背景技术
在注重环境保护与绿色能源的当今社会，新能源、电动运载车等被广泛应用，而这些能源的应用均需要与之相配套的储能系统。其中，最常用的储能系统是由多个电池或者超级电容通过串并联的方式组合而成，为了保证使用安全，一般是通过BMS(BatteryManagement System，电池管理系统)或EMS(Energy Management System，能量管理系统)监测每个电池或超级电容单元，以采集电池或超级电容在工作时的各种数据，进而实现对电池的荷电状态和健康状态的估算，并给出相关报警信息，以确保电池或超级电容能够在安全使用范围内运行。
现有技术的温度采样都是通过温度传感器采集电池或超级电容表面的温度，进而作为检测电池或电容的工作温度。当电池或超级电容的内部温度突然升高，需要一定的时间才可以传导至电池表面，且体积越大传递时间越久。即使采样的速度较快，但是实际检测到的温度与内部温度相较还是具有一个差值，并不能真实的反应电池或者超级电容的内部温度。另外，电池内部温度的上升会伴随着内压的上升，如果能够及时检测电池内部的压力，以获取数据并及时报警，进而切断电源，便可以确保使用安全性。但是现有的电池或电容中并没有能够实现此功能的装置，故而在实际使用时仍然存在很多不便以及安全隐患。
鉴于此，迫切需要一种储能元件以及电能存储装置,能够解决上述问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种储能元件，以缓解现有技术中对于电池或电容内压与内温的检测精度较低等技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种储能元件，包括储能件和传感装置；
所述传感装置安装在所述储能件上，且所述传感装置伸入所述储能件的内部，所述传感装置用于检测所述储能件的内压和内温。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述储能件设置有安装孔；
所述传感装置具有外螺纹，所述安装孔的孔壁设置有与所述外螺纹相适配的内螺纹，所述传感装置与所述安装孔的孔壁螺纹连接。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述储能件包括第一外壳和上盖；
所述第一外壳围成具有第一开口的第一腔体，所述上盖封堵固定在所述第一开口处；所述安装孔设置于所述上盖，且所述安装孔连通所述第一腔体和外部环境。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述储能件还包括第一极耳以及与所述第一极耳固接的第一极组，且所述第一极耳和所述第一极组均设置在第一腔体内。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述上盖设置有间隔排布的正极输出端和负极输出端；
所述第一极耳包括相对设置的第一正极耳和第一负极耳，所述第一正极耳与所述正极输出端固接，所述第一负极耳与所述负极输出端固接。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述储能件包括第二外壳、顶盖和中心轴；
所述第二外壳围成具有第二开口的第二腔体，所述顶盖封堵设置在所述第二开口处，所述中心轴位于所述第二腔体内，并与所述顶盖套接；所述安装孔沿所述中心轴的轴线方向贯穿所述中心轴，且所述中心轴具有多个连通所述安装孔与所述第二腔体的微孔。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二开口的数量为两个，两个所述第二开口沿所述第二腔体的高度方向间隔排布；
所述顶盖包括正极顶盖和负极顶盖，且所述正极顶盖和所述负极顶盖分别封堵在两个所述第一开口处。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述储能件还包括第二极组、第二正极耳和第二负极耳；
所述第二极组绕设在所述中心轴上，所述第二正极耳和所述第二负极耳分别位于所述第二极组的两个端面，所述正极顶盖压紧所述第二正极耳，所述负极顶盖压紧所述第二负极耳。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述储能件还包括具有压紧台面的紧固件；
所述传感装置与所述安装孔的一端螺纹连接，所述紧固件与所述安装孔的另一端螺纹连接，且所述压紧台面与所述顶盖的端面抵接。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述储能件还包括密封圈；
所述密封圈设置在所述压紧台面与所述顶盖抵接处；
所述密封圈还设置在所述传感装置与所述顶盖的抵接处。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述正极顶盖和所述负极顶盖分别设置有加液孔。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述储能件还包括安全阀；
所述安全阀设置在所述上盖，或，所述安全阀设置在所述顶盖。
本发明的第二目的在于提供一种电能存储装置，以缓解现有技术中对于电池或电容内压与内温的检测精度较低等技术问题。
本发明还提供一种电能存储装置，包括多个上述的储能元件；
多个所述储能元件串联或并联设置。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种储能元件，包括储能件和传感装置，传感装置安装在储能件上，且传感装置伸入至储能件的内部，使得传感装置的检测端位于储能件的内部，进而对储能件内部的内压和内温进行检测。
该储能元件能够直接将传感装置安装在储能件的内部，即传感装置能够直接接触到储能件的内压和内温，以便于传感装置直接检测储能件的内压和内温，无中间传递过程，进而缩小检测数据与储能件内部实际数据的差值，甚至达到无差值的存在，增加了检测数值的精确度和准确度，便于操作人员进行操作判断，提高工作使用安全性。
本发明提供的一种电能存储装置，包括多个上述的储能元件，且多个储能元件串联或并联设置。
需要注意的是，储能元件的结构和产生的有益效果在上述已经详细阐述，故而在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的储能元件的示意图；
图2为本发明实施例一提供的储能元件的剖面图；
图3为本发明实施例二提供的储能元件的示意图；
图4为本发明实施例二提供的储能元件的剖面图。
图标：10-传感装置；20-安装孔；30-第一外壳；40-上盖；50-第一极组；60-正极输出端；70-负极输出端；80-第一正极耳；90-第一负极耳；100-第二外壳；110-正极顶盖；120-负极顶盖；130-中心轴；140-第二极组；150-第二正极耳；160-第二负极耳；170-紧固件；180-密封圈；190-加液孔；200-安全阀；1301-微孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1和图2所示，本实施例提供的储能元件包括储能件和传感装置10；传感装置10安装在储能件上，且传感装置10伸入储能件的内部，传感装置10用于检测储能件的内压和内温。
具体的，传感装置10能够伸入至储能件的内部，使得传感装置10的检测端位于储能件的内部，进而对储能件内部的内压和内温进行检测。
该储能元件能够直接将传感装置10安装在储能件的内部，即传感装置10能够直接接触储能件的内压和内温，以便于传感装置10直接检测储能件的内压和内温，无中间传递过程，进而缩小检测数据与储能件内部实际数据的差值，甚至达到无差值的存在，增加检测数值的精确度和准确度，便于操作人员进行操作判断，提高工作使用安全性。
其中，传感装置10采用压电传感器，能够同时检测储能件内部的内压和内温。
优选的，储能件设置有安装孔20；传感装置10具有外螺纹，安装孔20的孔壁设置有与外螺纹相适配的内螺纹，传感装置10与安装孔20的孔壁螺纹连接。
具体的，储能件具有用于安装传感装置10的安装孔20，安装孔20的孔壁设置有内螺纹，传感装置10的外侧设置有外螺纹，且内螺纹与外螺纹相适配，进而实现传感装置10与安装孔20的孔壁之间的螺纹连接，实现传感装置10与传能元件之间的连接。同时，螺纹连接不仅便于安装，还便于拆卸，操作更为方便。
在本实施例可选的方案中，如图1和图2所示，储能件包括第一外壳30和上盖40；第一外壳30围成具有第一开口的第一腔体，上盖40封堵固定在第一开口处；安装孔20设置于上盖40，且安装孔20连通第一腔体和外部环境。
具体的，第一外壳30围成四棱柱，四棱柱的内部中空形成第一腔体，且四棱柱的顶面形成第一开口，第一开口与第一腔体连通。上盖40封堵在第一开口处，确保第一腔体具有良好的密封性。安装孔20贯穿上盖40设置，进而通过安装孔20连通第一腔体和外部环境，不仅便于传感装置10的安装，同时也便于传感装置10通过安装孔20伸入处储能件的内部，进行内压和内温的检测。
请继续参照图2，在实际使用时，储能件还包括第一极耳以及与第一极耳固接的第一极组50，且第一极耳和第一极组50均设置在第一腔体内。
请继续参考图2，在一些实施例中，上盖40设置有间隔排布的正极输出端60和负极输出端70；第一极耳包括相对设置的第一正极耳80和第一负极耳90，第一正极耳80与正极输出端60固接，第一负极耳90与负极输出端70固接。
具体的，第一正极耳80和第一负极耳90分别位于第一腔体宽度方向的两侧，且夹紧设置在第一极组50与第一外壳30之间。正极输出端60穿过上盖40与第一正极耳80的弯折部固接，负极输出端70穿过上端与第一负极耳90的弯折部固接，进而实现正极和负极的输出。
其中，正极输出端60和负极输出端70分别设置有用于接线配合的配合孔。
请继续参考图2，在一些实施例中，储能件还包括安全阀200；安全阀200设置在上盖40。
具体的，上盖40设置有沿上盖40的厚度方向贯穿的出气孔，安全阀200设置在上盖40上，且位于出气孔处。安全阀200包括与上盖40固接的阀体和位于阀体内的橡胶阀芯，橡胶阀芯通过阀体定位安装在出气孔处。当储能件内的气压较大时，气体能够从出气孔排出推动位于出气孔处的橡胶阀芯，使得橡胶阀芯与出气孔之间形成气流间隙，进而量气体排出。同时，橡胶阀芯封堵在出气孔处还能够阻止外界空气进入储能件内部，以确保密封性良好。
实施例二
如图3和图4所示，本实施例还提供一种储能元件，与实施例一中的储能元件不同之处在于如下所述的储能件包括第二外壳100、顶盖和中心轴130；第二外壳100围成具有第二开口的第二腔体，顶盖封堵设置在第二开口处，中心轴130位于第二腔体内，并与顶盖套接；安装孔20沿中心轴130的轴线方向贯穿中心轴130，且中心轴130具有多个连通安装孔20与第二腔体的微孔1301。
具体的，第二外壳100围成圆柱体，圆柱体的内部中空形成圆柱状的第二腔体，在圆柱体的顶面和底面分别设置为敞口，以形成第二开口，且第二开口与第二腔体连通。顶盖封堵设置在第二开口处，以确保第二腔体具有良好的密封性。中心轴130位于第二腔体的中心处，且与圆柱状的第二腔体同轴设置，中心轴130的两端分别套设有位于对应端处的顶盖。同时，中心轴130具有沿第二腔体高度方向延伸的中心轴孔，中心轴孔形成安装孔20，以便于传感装置10螺纹连接。另外，在中心轴130上还分布有多个沿中心轴130的径向方向延伸的微孔1301，微孔1301与安装孔20连通，进而将第二腔体与中心轴孔连通，以便于传感装置10检测储能件的内压和内温，即第二腔体的内压和内温。
其中，中心轴130孔具有螺纹段和光滑段，且螺纹段位于光滑段的两侧，螺纹段用于与传感装置10螺纹连接。
请继续参考图4，优选的，第二开口的数量为两个，两个第二开口沿第二腔体的高度方向间隔排布；顶盖包括正极顶盖110和负极顶盖120，且正极顶盖110和负极顶盖120分别封堵在两个第一开口处。
具体的，在位于顶部的第二开口处封堵设置正极顶盖110，在位于底部的第二开口处封堵设置负极顶盖120，正极顶盖110和负极顶盖120能够分别对应连接储能件的正负极，进而进行正负极的输出，同时确保储能件内部的密封性，即第二腔体的密封性。
其中，正极顶盖110的外侧还设置有周向环绕正极顶盖110的第一安装环，负极顶盖120的外侧也设置有周向环绕负极顶盖120的第二安装环，且第一安装环和第二安装环分别与第二外壳100紧配合，进而增加正极顶盖110与第二外壳100连接处以及负极顶盖120与第二外壳100连接处的紧固性。
在本实施例可选的方案中，如图4所示，储能件还包括第二极耳和第二极组140；第二极组140绕设在中心轴130上，第二极耳固设在第二极组140的端面，且顶盖压紧在第二极耳上。
其中，第二极耳包括相对设置的第二正极耳150和第二负极耳160，且第二正极耳150和第二负极耳160分别设置在第二极组140沿第一方向的两端，正极顶盖110压紧第二正极耳150，负极顶盖120压紧第二负极耳160。
具体的，第二极组140绕设在中心轴130上，在第二极组140的上端面固设第二正极耳150，在第二极组140的下端面固设第二负极耳160，且第二正极耳150和第二负极耳160均为环形，以便于中心轴130的安装。正极顶盖110压紧在第二正极耳150上，负极顶盖120压紧在第二负极耳160上。
请继续参照图4，在实际使用时，正极顶盖110和负极顶盖120分别设置有加液孔190。
具体的，在正极顶盖110上设置有沿正极顶盖110厚度反向贯穿的加液孔190，在负极顶盖120上设置有沿负极顶盖120的厚度方向贯穿的加液孔190，通过加液孔190能够向储能件内加入电解液。
在本实施例可选的方案中，如图4所示，储能件还包括具有压紧台面的紧固件170；传感装置10与安装孔20的一端螺纹连接，紧固件170与安装孔20的另一端螺纹连接，且压紧台面与顶盖的端面抵接。
具体的，紧固件170设置在对传感装置10相对的一侧，且与安装孔20也是螺纹连接，进而通过紧固件170和传感装置10的相对作用将正极顶盖110、负极顶盖120压紧。
其中，当传感装置10设置在安装孔20位于负极顶盖120的一端，传感装置10具有台肩，且台肩面与负极顶盖120的下端面压紧配合；紧固件170设置在安装孔20位于正极顶盖110的一端，且紧固件170的压紧台面与正极顶盖110的上端面压紧配合，进而实现正极顶盖110和负极顶盖120的固定连接。
其中，紧固件170采用螺栓，螺栓的螺帽的下端面与正极顶盖的上端面压紧配合。
请继续参照图4，优选的，储能件还包括密封圈180；密封圈180设置在压紧台面与顶盖的抵接处；密封圈180还设置在传感装置10与顶盖的抵接处。
具体的，密封圈180的设置，不仅增加了紧固件170与安装孔20连接处的密封性，以及传感装置10与安装孔20连接处的密封性，进而增加正极顶盖110与负极顶盖120之间的绝缘性，降低储能件的正负极短路连通的几率。同时，通过密封圈180还降低了紧固件170与中心轴130连接处的磨损，以及传感装置10与中心轴130连接处的磨损。
请继续参照图4，在实际使用时，储能件还包括安全阀200；安全阀200设置在顶盖上。
具体的，在正极顶盖110和负极顶盖120上分别设置有安全阀200，安全阀200的结构与实施例一的结构相同，且工作原理也相同，故而此处不再赘述。
实施例三
本实施例还提供了一种电能存储装置，包括多个上述的储能元件，且多个储能元件串联或并联设置。
具体的，多个储能元件能够依次串联，进而形成大容量的电能存储装置，便于对电能具有大需求的设备使用。而且，每个储能元件均具有传感装置10，进而便于检测每个储能元件的内压和内温。
需要补充的是，并不仅限于“多个储能元件串联设置”这一种设置方式，也可以是“多个储能元件并联设置”这种设置方式，其只要能够将多个储能元件连接形成大容量的电能存储装置即可。
需要注意的是，储能元件的结构和产生的有益效果在上述实施例一和实施例二已经详细阐述，故而此处不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种储能元件，其特征在于，包括储能件和传感装置(10)；
所述传感装置(10)安装在所述储能件上，且所述传感装置(10)伸入所述储能件的内部，所述传感装置(10)用于检测所述储能件的内压和内温。
2.根据权利要求1所述的储能元件,其特征在于，所述储能件设置有安装孔(20)；
所述传感装置(10)具有外螺纹，所述安装孔(20)的孔壁设置有与所述外螺纹相适配的内螺纹，所述传感装置(10)与所述安装孔(20)的孔壁螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的储能元件,其特征在于，所述储能件包括第一外壳(30)和上盖(40)；
所述第一外壳(30)围成具有第一开口的第一腔体，所述上盖(40)封堵固定在所述第一开口处；所述安装孔(20)设置于所述上盖(40)，且所述安装孔(20)连通所述第一腔体和外部环境。
4.根据权利要求3所述的储能元件,其特征在于，所述储能件还包括第一极耳以及与所述第一极耳固接的第一极组(50)，且所述第一极耳与所述第一极组(50)均设置在所述第一腔体内。
5.根据权利要求4所述的储能元件,其特征在于，所述上盖(40)设置有间隔排布的正极输出端(60)和负极输出端(70)；
所述第一极耳包括相对设置的第一正极耳(80)和第一负极耳(90)，所述第一正极耳(80)与所述正极输出端(60)固接，所述第一负极耳(90)与所述负极输出端(70)固接。
6.根据权利要求2所述的储能元件,其特征在于，所述储能件包括第二外壳(100)、顶盖和中心轴(130)；
所述第二外壳(100)围成具有第二开口的第二腔体，所述顶盖封堵设置在所述第二开口处，所述中心轴(130)位于所述第二腔体内，并与所述顶盖套接；所述安装孔(20)沿所述中心轴(130)的轴线方向贯穿所述中心轴(130)，且所述中心轴(130)具有多个连通所述安装孔(20)与所述第二腔体的微孔(1301)。
7.根据权利要求6所述的储能元件,其特征在于，所述第二开口的数量为两个，两个所述第二开口沿所述第二腔体的高度方向间隔排布；
所述顶盖包括正极顶盖(110)和负极顶盖(120)，且所述正极顶盖(110)和所述负极顶盖(120)分别封堵在两个所述第一开口处。
8.根据权利要求7所述的储能元件,其特征在于，所述储能件还包括第二极组(140)、第二正极耳(150)和第二负极耳(160)；
所述第二极组(140)绕设在所述中心轴(130)上，所述第二正极耳(150)和所述第二负极耳(160)分别位于所述第二极组(140)的两个端面，所述正极顶盖(110)压紧所述第二正极耳(150)，所述负极顶盖(120)压紧所述第二负极耳(160)。
9.根据权利要求6所述的储能元件,其特征在于，所述储能件还包括具有压紧台面的紧固件(170)；
所述传感装置(10)与所述安装孔(20)的一端螺纹连接，所述紧固件(170)与所述安装孔(20)的另一端螺纹连接，且所述压紧台面与所述顶盖的端面抵接。
10.一种电能存储装置，其特征在于，包括多个权利要求1-9任一项所述的储能元件；
多个所述储能元件串联或并联设置。
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